基于CPW電流的全并聯(lián)AT供電方式故障測距方案研究.pdf

1、隨著高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)及投入運(yùn)營，作為高速鐵路動(dòng)力來源，牽引供電系統(tǒng)安全可靠性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。高速鐵路牽引供電系統(tǒng)采用全并聯(lián)AT供電方式，該供電方式將上下行線路在AT所處并聯(lián)，使線路結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。這就對(duì)牽引供電系統(tǒng)故障測距裝置及其自動(dòng)化功能提出了更高的要求，要求選擇性更好、可靠性更高、動(dòng)作速度更快、故障識(shí)別、判斷、恢復(fù)時(shí)間更快。因此對(duì)采用全并聯(lián)AT供電方式的高速鐵路牽引供電網(wǎng)的故障測距的分析與研究，找出適用于高速鐵路故障測距的快速，準(zhǔn)確

2、的方案，對(duì)高速鐵路的安全可靠運(yùn)行有著重要的意義。
　　 本文首先針對(duì)高速鐵路全并聯(lián)AT供電方式的特點(diǎn)，對(duì)全并聯(lián)AT牽引網(wǎng)的一種特殊情況下的短路故障T-F短路故障情況進(jìn)行了回路電流分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)的三種測距方案:“AT中性點(diǎn)吸上電流比”、“區(qū)段上下行電流比”、“橫聯(lián)線電流比”的優(yōu)劣性進(jìn)行了對(duì)比分析，推導(dǎo)了T-R、T-F、F-R短路故障情況下的系統(tǒng)測量阻抗，在T-F短路故障情況下“AT中性點(diǎn)吸上電流比”將不再適用。在此基礎(chǔ)上，

3、通過分析T-F短路故障情況下系統(tǒng)測量阻抗與故障距離呈分段線性關(guān)系的結(jié)論，推導(dǎo)出了阻抗法故障測距公式，作為T-F短路故障測距方案的一種補(bǔ)充。
　　 其次針對(duì)高速鐵路鋼軌與保護(hù)線要進(jìn)行完全橫向連接的實(shí)際情況，提出了基于CPW電流的故障測距方案，通過對(duì)含有保護(hù)線的全并聯(lián)AT供電系統(tǒng)在T-R，以及T-PW故障情況下的電流分析，結(jié)合“AT中性點(diǎn)吸上電流比”故障測距公式，研究了CPW電流的故障測距方案，可以快速的將故障位置確定在1.5km范

4、圍內(nèi)，然后利用故障測距公式進(jìn)行更加精確的故障定位。
　　 最后建立了全并聯(lián)AT供電系統(tǒng)故障測距的仿真模型，對(duì)阻抗法以及CPW電流的故障測距方案以及實(shí)際情況中的短路過渡阻抗，AT漏阻抗以及鋼軌對(duì)地泄露電導(dǎo)對(duì)CPW電流測距精度的影響進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明阻抗法測距在“AT中性點(diǎn)吸上電流比”測距法失效的情況下能較準(zhǔn)確的對(duì)T-F短路故障進(jìn)行測距，測距精度隨著故障位置距離牽引變電所的位置越遠(yuǎn)誤差越大;而CPW故障測距方案能滿足實(shí)際測